Стратегии низкопотребляющего дизайна для камерных модулей

Вот несколько стратегий для проектирования с низким энергопотреблением. Камерынастройки

Изображение датчика: Выбирайте датчики с режимами низкого энергопотребления. Например, некоторые CMOS-датчики изображения могут входить в режим сна с ультранизким энергопотреблением в состоянии покоя, просыпаясь только тогда, когда требуется захватить изображение. Это может значительно снизить энергопотребление. Более того, новые датчики с обратной подсветкой (BSI) могут предложить более низкое энергопотребление по сравнению с традиционными датчиками с передней подсветкой на том же уровне производительности, поскольку они используют свет более эффективно и снижают потребляемую мощность для достижения достаточной яркости.

Процессор Система на кристаллеИспользуйте процессоры систем на кристалле (SoC) с низким энергопотреблением. Эти чипы часто изготавливаются с использованием передовых технологий производства, таких как низкопотребляющий процесс TSMC, который может снизить как статическое, так и динамическое энергопотребление. Кроме того, блок управления энергопотреблением внутри SoC может динамически регулировать напряжение и частоту различных модулей в зависимости от рабочей нагрузки, избегая излишнего энергопотребления.

Выбирайте модели с низким энергопотреблением для периферийных устройств, таких как модули Wi-Fi и Bluetooth. Например, модули Bluetooth Low Energy (BLE) могут переходить в режим сна, когда передача данных редка, что позволяет снизить энергопотребление.

Проектирование схем управления питанием: Разработка эффективных схем управления питанием для снижения потерь энергии за счет правильного распределения и преобразования энергии. Например, используйте импульсные источники питания вместо линейных, так как они более эффективны и могут более эффективно преобразовывать входное напряжение в необходимые рабочие напряжения для компонентов камеры. Также добавьте несколько ключей питания в схему для управления питанием различных компонентов в зависимости от различных режимов работы (например, ожидание, предварительный просмотр и запись), обеспечивая тонкое управление питанием.

Уменьшение паразитных параметров цепи: Во время проектирования печатной платы оптимизируйте маршрутизацию и размещение компонентов для уменьшения паразитной емкости и индуктивности в цепи. Эти паразитные параметры могут вызывать потери энергии во время передачи сигнала, поэтому их уменьшение может улучшить эффективность цепи и снизить энергопотребление. Например, уменьшите длину линий высокочастотного сигнала, чтобы уменьшить отражение и ослабление сигнала, тем самым снизив энергопотребление во время передачи сигнала.

Механизм умного сна и пробуждения: Программное обеспечение управляет входом в режим сна, когда это необходимо (например, отсутствие обнаружения движения или отсутствие операций в течение длительного времени). В режиме сна ненужные аппаратные компоненты, такие как видеокодер и модуль передачи Wi-Fi, отключаются, оставляя только модуль мониторинга низкого энергопотребления (например, датчик движения) для обнаружения, если камера должна быть разбужена. Когда модуль мониторинга обнаруживает условия пробуждения (например, срабатывание движения или команда с пульта дистанционного управления), он быстро разбуживает камеру и восстанавливает ее рабочее состояние.

Динамическая настройка частоты кадров: динамическое изменение частоты кадров видео в зависимости от динамики сцены и потребностей пользователя. Например, в сцене наблюдения, если изображение долгое время остается неизменным, частоту кадров можно уменьшить для снижения обработки данных и передачи, что позволит снизить энергопотребление. Увеличьте частоту кадров снова, когда это необходимо или когда требуется детальное наблюдение.

Пониженное разрешение: В сценах, где не требуется высокая детализация изображения, уменьшите разрешение изображения через настройки программного обеспечения. Пониженное разрешение означает меньше информации для сенсора изображения и меньшую нагрузку для видеоэнкодера, что позволяет снизить энергопотребление. Например, в случае удаленного наблюдения, когда требуется только общий обзор, можно использовать пониженное разрешение для предварительного просмотра.

Оптимизация алгоритмов обработки изображений и видео: Оптимизация внутренних алгоритмов изображения и видео камеры для снижения вычислений. Например, в алгоритмах сжатия изображений используйте более эффективные методы кодирования, такие как H.265/HEVC. По сравнению с традиционным кодированием H264, они могут сократить объем данных, сохраняя при этом ту же качество изображения, снижая энергопотребление видеокодера. Также оптимизируйте улучшение изображения и фильтрацию для сокращения ненужных шагов вычислений и повышения эффективности алгоритма.

Оптимизация алгоритма Smart Detection: Для алгоритмов обнаружения целей и распознавания лиц в умных камерах оптимизируйте структуру нейронной сети или легкие модели для снижения вычислений при сохранении точности обнаружения. Например, использование глубоких раздельных сверток вместо традиционных сверток может значительно снизить вычисления, тем самым снижая энергопотребление процессора, выполняющего эти алгоритмы.